Вопросы заживления ран
различной этиологии и эффективное медицинское сопровождение этого
процесса, несмотря на постоянно появляющиеся новые фармакологические
средства, продолжают оставаться в числе высокоактуальных [1-5].
Объясняется это, с одной стороны, увеличивающимся количеством бытовых и военных
ранений по всему миру, когда травма или глубокий ожог происходит у
соматически здорового человека, с другой стороны - увеличением
продолжительности жизни, а значит, и коморбидности, при которой хронические
трофические язвы различной этиологии становятся острой клинической
проблемой [6-13]. По данным ГБУ НИИОЗММ, количество операций в Москве
увеличилось с 611 940 в 2010 г. до 837 114 в 2018-м, причем операции на
коже и мягких тканях возросли с 64 481 до 119
380. Учитывая ограниченные бюджеты здравоохранения, даже в таком богатом
городе, нам показалось интересным сравнить практическую эффективность часто
использующихся в клинической практике наружных ранозаживляющих
средств с антибактериальным действием. Провести оценку сравнительной
эффективности препаратов, зарегистрированных на рынке, на примере
какой-то конкретной патологии затруднительно, не столько с точки
зрения общего набора материала, сколько из-за определения критериев оценки тяжести
пациента для включения их в анализируемые группы. Именно поэтому авторы
сделали попытку сравнить эффективность нескольких препаратов, наносимых
непосредственно на рану в эксперименте.
Цель настоящего исследования - определить скорость и механизм заживления ран у пожилых экспериментальных
животных и сравнить эффективность некоторых зарегистрированных
на медицинском рынке антибактериальных ранозаживляющих средств, наносимых
непосредственно на рану.
Материал и методы
В качестве подопытных животных были взяты
пожилые крысы самцы линии Wistar массой тела 429,5±57,4 г (Ме=425 г,
межквартильный интервал - 380/470 г), которым в нестерильных условиях наносили
раны в области спины.
Эксперимент был выполнен в соответствии с
этическими принципами обращения с лабораторными животными и соблюдением
положений European Convention for the Protection of Vertebral
Animals Used for Experimental and Other Scientific Purposes. CETS
123. Животных содержали в стандартных условиях вивария, в индивидуальных
клетках, световой режим - 12/12, свободный доступ к пище и
воде. Перед проведением эксперимента животные выдерживали на 2-недельном
карантине.
Моделирование раневой поверхности
выполняли под общей внутрибрюшинной анестезией (хлоралгидрат 300 мг/кг). На
выбритой и обработанной спиртовым раствором коже спины формировали раны
заданных размеров при помощи запатентованного устройства для
моделирования раневых поверхностей заданных размеров [14], глубина
раны - до фасции. Согласно дизайну исследования, были определены 6 триггерных точек:
моделирование ран - 0-е сутки; динамика размеров и состояния ран - 1, 3,
5, 7 и 14-е сутки. 2-недельная длительность эксперимента связана с
сокращающимися сегодня сроками госпитального лечения, что обусловлено задачей
ускорения заживления ран.
Изучали 4 группы ран: 2 группы без лечения
(контрольные): К0 - интактные; Кфр - в день моделирования вводили инъекционно
физиологический раствор 0,9% NaCl) и 2 группы с применением наружных
антибактериальных ранозаживляющих препаратов. Взяты препараты, устойчиво
присутствующие на отечественном рынке: сульфатиазол серебра (аргосульфан,
группа СС) и хлорамфени-кол с диоксометилтетрагидропиримидином (левомеколь,
группа ХД). Показаниями к применению аргосульфана, по сведениям
разработчиков, являются бытовые травмы (ссадины, порезы), ожоги разной
степени и этиологии (термические, химические, электрические, лучевые),
обморожения, трофические язвы голени (в том числе при хронической венозной
недостаточности, облитерирующем эндартериите, нарушениях
кровоснабжения при сахарном диабете, роже), пролежни и гнойные раны.
Левомеколь производители рекомендуют применять при инфицированных ранах (в
том числе смешанной микрофлорой) в первой (гнойнонекротической) фазе
раневого процесса. Раны группы К0 ничем не обрабатывали, они
оставались интактными на протяжении всего эксперимента и заживали под
струпом. В раны группы Кфр в день моделирования вводили
инъекционно физиологический 0,9% раствор натрия хлорида, имитируя
таким образом раневое обезболивание (инфильтрационную анестезию) при
хирургической обработке раны.
Для гистологического исследования
фрагменты тканей кожной раны забирали у крыс на 3, 7 и 14-е сутки после
эвтаназии (полное обескровливание пункцией правого желудочка у
наркотизированной крысы). На каждой триггерой точке было исследовано по 7
ран каждой группы.
На данном этапе работы представлены
результаты динамики площади ран (на 0, 1, 3, 5, 7, 14-е дни эксперимента),
оцененной по макрофотографиям, в том числе при помощи инструментов
программы JMicroVision 1.2.7, а также результаты термометрии центра
ран (инфракрасный термометр Fluke VT02, США). Исходная площадь исследуемых
ран в день моделирования в среднем составила 119 мм2 (межквартильный
интервал: Q1=108 мм2/Q2=137 мм2; M±σ = 121,9±2,1 мм2) и за
счет стандартизации размеров наносимых ран они были статистически одинаковыми во
всех исследуемых группах (Кфр - 119,1±3,4 мм2, Ме = 116,1 мм2;
К0 - 121,3±5,6 мм2, Ме = 131 мм2; СС - 118,1±3,4 мм2,
Ме = 120,2 мм2; ХД - 119,1±3,3 мм2, Ме = 118,7 мм2;
р>0,05).
Статистический анализ результатов исследования проведен с использованием программы SPSS 23.0 с
применением стандартных параметрических и непараметрических критериев
оценки статистической значимости различий. Различия считали достоверными
при p<0,05.
Результаты и обсуждение
Установлено, что при отсутствии лечения
(группа К0) площадь ран увеличивалась на 1-е сутки в среднем в 1,21 раза -
до 158,3 мм2 (р<0,05) и
вернулась первоначальным значениям на 3-и сутки, составив 132,1 мм2.
Начиная с 5-х суток площадь интактных ран достоверно сокращалась, различие от
первоначальной площади на 5-е сутки в среднем составило 1,10 раза (р<0,05), 1,32 раза на 7-е сутки
(р<0,01), 5,94 раза на 14-е сутки
(р<0,01). Таким образом, в
интактных ранах старых животных за 2 нед площадь глубокой и широкой кожной
раны сокращалась в 6 раз, при этом воспалительный период длился до 3-х
суток исследования, а позитивные изменения были заметны начиная с 5-х суток.
При дополнительной травматизации
контрольных ран инъекционным введением физиологического раствора (группа Кфр)
была зарегистрирована наихудшая динамика, выражающаяся в более продолжительном
периоде расширения площади ран вплоть до 7-х суток. Это могло быть
вызвано дополнительным разрушением межклеточного матрикса. Так, площадь
ран на 1-е сутки раны в группе Кфр значимо, в 1,31 раза, увеличились в
среднем до 151,8 мм2 (р<0,05),
сохраняя максимальный размер на статистически значимо более высоком
относительно 0-го дня уровне к 3-м суткам (Ме=145,3 мм2; р<0,05) и к 5-м суткам эксперимента
(Ме=135,4 мм2; р<0,05).
Начиная с 7-х суток площадь ран группы Кфр уменьшалась до 115,9 мм2 и
достигла исходных значений (это на 4 дня больше, чем в группе К0, в
которой площадь ран вернулась к первоначальному уровню на 3-и сутки). Значимое
заживление ран группы Кфр было зарегистрировано только на 14-е сутки
исследования, когда площадь ран регрессировала в среднем в 4,5 раза
относительно исходных значений (Ме=25,9 мм2; р<0,05). В группе К0 к 14-м
суткам регресс ран был на 33% больше. Вероятно, тугая инфильтрация
приводила к дополнительному повреждению прямых межклеточных связей и
микроциркуляторного русла. Но для оценки такой теории необходимо сравнить
лечебное действие препаратов, которые вводятся непосредственно в края раны, но
это является задачей наших будущих работ.
Несмотря на выявленные тенденции к более
выраженному повреждению инъекциями 0,9% NaCL ран группы Кфр, площадь
которых на 3, 5, 7 и 14-е сутки была в среднем больше в 1,10; 1,14;
1,17 и 1,17 раза соответственно по сравнению с группой К0, статистически
значимых различий этого показателя в динамике в обеих контрольных ранах не
выявлено (р>0,05). Различие
касалось более пролонгированного расширения ран относительно
исходных размеров (в группе К0 увеличение площади ран было
зафиксировано только на 1-е сутки, в Кфр - на 1-е, 3-и, 5-е сутки), а также
сроков заживления (в группе К0 статистически значимый регресс площади ран
был установлен на 5, 7 и 14-е сутки, в группе Кфр - только на 14-е сутки).
Анализ динамики площади ран, для лечения
которых использовали мази СС и ХД, установил статистически значимое увеличение
площади ран на 1-е и 3-и сутки с возвращением к исходному уровню на 5-е
сутки исследования, а также сокращение площади ран с 7-х суток в группе СС и
только на 14-е сутки в группе ХД (см. таблицу).
Динамика площади ран, для лечения которых применяли противомикробные мази,
в сравнении с контрольными ранами (мм2)
Примечание. Данные представлены в виде: медианы (1-я строка), нижнего (25%)/верхнего
(75%) квартилей (2-я строка); 95% доверительного интервала или min-max при
n<20 на 14-е сутки (3-я строка). * - различие между вышеперечисленными
группами при р<0,05 (критерий
Манна-Уитни); * - различие динамики связанного показателя в пределах отдельной
группы относительно дня 0 при р<0,05;
** - при р<0,01 (критерий
Вилксона). Расшифровка аббревиатур дана в тексте.
На следующий после моделирования день
площадь ран увеличилась одинаково в размерах в обеих группах сопоставимо с
контролем - в среднем до 154,5 мм2 в группе СС и до 155,4 мм2 в
группе ХД. Аналогичные результаты были получены при анализе ран на
3-и сутки, когда площадь ран составила 143,4 и 139,4 мм2 соответственно,
не отличаясь ни от контрольных ран, ни между собой (p>0,05). Но отметим тенденцию к увеличению ран
групп СС и ХД относительно группы К0 в среднем в 1,09 и в 1,06 раза
соответственно (p>0,05).
На 5-е сутки площадь ран не отличалась от
исходной и в среднем составила 131,4 мм2 в группе СС и 139,0 мм2 в
группе ХД. В группе ХД площадь ран на 5-е сутки была в 1,17 раза больше,
чем в группе К0 (р>0,05). В
группе СС эта разница была меньше, хотя площадь леченных СС ран была выше,
чем в К0 в среднем в 1,10 раза (р>0,05).
Таким образом, до 5-х суток исследования
значимых межгрупповых различий не установлено, что не позволяет говорить об
эффективных преимуществах выбранных средств.
К 7-м суткам площадь экспериментальных ран
регрессировала в среднем до 92,6 мм2 в группе СС и 107,7
мм2 в группе ХД, демонстрируя преимущество СС перед группами
Кфр в 1,25 раза (p<0,05) и ХД
в среднем в 1,16 раза (p<0,05).
Статистически значимого различия по показателю площадь ран между
группами ХД и Кфр на 7-е сутки не установлено (р>0,05). Относительно группы К0 при лечении СС раны сократились
незначительно - в среднем в 1,07 раза (р>0,05),
а при использовании ХД раны на 7-е сутки исследования были в 1,08
раза больше, чем в группе К0 (р>0,05).
Иначе говоря, интактные раны были как минимум не хуже леченых на 7-е сутки
эксперимента.
К 14-м суткам площадь леченных СС ран
сократилась относительно первоначальных размеров в среднем в 8,90 раза - до
13,5 мм2 (р<0,01), а в группе ХД - в 6,71 раза, до
17,7 мм2 (р<0,01). В среднем на 14-е сутки раны
группы ХД были в 1,30 раза больше, чем в группе СС (р>0,05). Площадь всех контрольных ран в среднем
была больше, чем леченных, однако наиболее выраженный эффект был
зарегистрирован при применении СС, такие раны значимо отличались
от интактных в среднем в 1,64 раза и от ран группы Кфр в 1,92 раза (р<0,05).
Площадь ран группы ХД на 14-е сутки значимо отличалась от группы Кфр (в
1,46 раза; р<0,05). Несмотря на то
что площадь ран группы К0 была в среднем в 1,25 раза больше, чем в
группе ХД, статистически значимого различия не было.
Оценка долевых изменений площади ран
показала негативные явления при применении антибактериальных мазей СС и ХД с
первых часов моделированных ран (рис. 1).
Рис. 1. Долевое (в %) изменение
площади исследуемых и контрольных ран в динамике
относительно 0-х суток (* - отличие от группы К0 при р<0,05; критерий Манна-Уитни)
Fig. 1. The percentage change in the wound areas compared
to their size on day 0 in the different groups (* -
difference from the Control_0 group at р<0.05)
В группе СС к концу 1-х суток раны
расширились в среднем на 38,5%, это в среднем в 2,17 раза больше, чем в группе К0 (р<0,05), в которой увеличение ран было в среднем на 17,7%. К 3-м
суткам раны были больше исходных размеров в среднем на 18,1% (на 20%
больше, чем в контроле; р<0,05). В
период 5-14-е сутки исследования различий по данному показателю с группой
К0 не определено, притом что на 5-е сутки в группе СС площадь ран была
больше исходной на 7,5% (в группе К0 было уменьшение ран в среднем на
9,4%), а на 7-е сутки площадь ран была меньше в среднем всего на
11,5% (в группе К0 - на 23,9%; различие в 2,08 раза).
В группе ХД к концу 1-х суток раны расширились в
среднем на 25,1%, что в 1,42 раза больше, чем в контроле (р>0,05). Статистически значимые различия по данному
показателю с группой КО было установлено к 3-5-м суткам
исследования: к 3-м суткам раны группы ХД были больше исходных размеров в
среднем на 10,8% (на 11,3% больше, чем в контроле; р<0,05), а к 5-м суткам - на 10% (на 19,4% больше, чем в
контроле; р<0,05). На 7-е
сутки площадь ран группы ХД была меньше в среднем на 15,8% (различие с
контролем в 1,51 раза в пользу группы К0; р>0,05).
К 14-м суткам площадь ран группы СС в
среднем сократилась на 88%, ХД - на 85%, что сопоставимо с группой К0 (83%; р>0,05). Различий между группами СС и
ХД в динамике не выявлено (р>0,05).
Анализ термометрии ран показал, что при
использовании противомикробных мазей температура дна раны была выше, чем в
обеих контрольных группах (рис. 2). Уже на 1-е сутки по сравнению с
группой К0 температура центра ран в среднем была на 1,9 °С выше в группе
СС и на 1,7 °С выше в группе ХД (р<0,05), на 5-е сутки - на 1,2
°С и на 1,0 °С соответственно (р<0,05).
Рис. 2. Динамика температуры дна ран в разных
группах
Fig. 2. Dynamics of wound bottom temperature in different
groups
Гистологическое исследование на 3-и сутки
выявило типичную картину экссудативной фазы воспаления. Во всех ранах отмечали
выраженный дефицит ткани, частичное заполнение грануляциями. Эпидермис
переходил на стенки раневого кратера, постепенно истончаясь и превращаясь
в 2-слойный, при этом наилучшая организация эпидермиса была
зарегистрирована в контрольных ранах, а отсутствие эпидермиса установлено
только в группах лечения - в группе ХД в 42,9% случаев, в группе СС -
в 14,3%. Под струпом в наибольшей степени в контрольных ранах определяли
слой фрагментированных коллагеновых волокон. Все раны были отечны, в
наибольшей степени отек был выражен в группе СС, в наименьшей - К0. Во
всех ранах определяли полнокровные вены и венулы фасциального сосудистого
сплетения, капилляры в поверхностном слое грануляций и в слоях сосудистых
петель, что максимально выражено было в группе СС, где отек был
максимален. Толщина грануляционного слоя в ранах, обработанных ХД,
была заторможена.
На 7-е сутки эксперимента эпидермис
обнаруживали во всех ранах, но в ранах групп СС и ХД отмечали расслоение
эпидермиса и инкорпорация мази в расщепленный эпидермис, что
замедляло эпителизацию грануляций. Более организованным эпидермис был в
контрольных ранах. В ранах групп СС и ХД сохранялся феномен дефекта ткани: раны
имели вид кратера, края которого покрыты новообразованным эпителием. В
ранах группы К0 дефект ткани был лучше заполнен грануляциями. По краям ран
во всех случаях отмечался отек с расширением лимфатических капилляров,
образованием кистозных полостей разных размеров. Волокнистый каркас
грануляций во всех случаях на 7-е сутки был представлен тонкими
параллельно ориентированными коллагеновыми волокнами с базофильным
межклеточным веществом и находящимися между ними фибробластами,
имеющие аналогичную ориентацию. Поэтому слой горизонтальных фибробластов,
равно как и поверхностный слой дифференцировались легко. Слой
сосудистых петель был выражен хуже, четче всего это видно в очагах
длительного нахождения струпа или мази.
На 14-е сутки во всех ранах поверх
грануляций был сформирован полнослойный эпидермис. Однако в ранах, где остались
мази, эпителия нет. В ранах группы ХД визуализированы все слои, а у
края ран определено интенсивное формирование сосочкового слоя (почки роста
производных эпидермиса). В ранах группы СС в поверхностном слое
грануляций определяли венозное полнокровие, образованное за счет
посткапиллярных и собирательных венул (застой крови в капиллярах). В
половине случаев отмечали мелкие кровоизлияния различной давности, но без
гемолиза. Волокнистая строма была представлена одиночными или собранными в
единичные пучки тонкими коллагеновыми волокнами,
ориентированными параллельно поверхности раны. Во всех
группах отмечали разделение грануляций на слои, четче всего
дифференцировали слой горизонтальных фибробластов и у ряда животных зона
сосудистых петель.
Заключение
Экспериментальное исследование показало
важность начальных фаз раневого процесса, способствующих значимому увеличению
ран, сохраняющемуся до 3-х суток в интактных ранах и вплоть до 7-х суток при дополнительной инъекционной травматизации ран. Эти
процессы, протекающие во всех слоях кожи, предопределяют скорость,
результат и характер заживления.
Применение противомикробных мазей СС и ХД
сопровождалось увеличением объема ран вплоть до 3-х суток (при этом в
группе К0 такое расширение раны было лишь до 1-х суток, а к 3-м
суткам площадь интактных ран соответствовала первоначальным размерам). В
группах СС и ХД площадь ран вернулась к начальному уровню на 2 дня
позже, в то время как в группе К0 площадь ран на 5-е сутки значимо
сократилась.
Комплексный клинико-морфологический анализ
показал, что применение ХД и СС сопровождалось тенденцией к нарушению
заживления ран вплоть до 7-х суток исследования.
Таким образом, полученные в ходе
эксперимента данные ставят под сомнение целесообразность раннего применения
изученных противомикробных мазей для лечения ран, не имеющих в 1-е сутки
признаков воспаления и бактериальной обсемененности.
Литература
1.
Baron J.M., Glatz M., Proksch E. Optimal support of
wound healing: new insights // Dermatology. 2020. Vol. 17. P. 1-8.
DOI: https://doi.org/10.1159/000505291
2.
Ribeiro D.M.L., Carvalho Junior A.R., Vale de Macedo
G.H.R., Chagas V.L., Silva L.D.S., Cutrim B.D.S. et al.
Polysaccharide-based formulations for healing of skin-related wound
infections: lessons from animal models and clinical trials // Biomolecules.
2019. Vol. 10, N 1. pii: E63. DOI: https://doi.org/10.3390/biom10010063
3.
Shukla S.K., Sharma A.K., Gupta V., Yashavarddhan M.H.
Pharmacological control of inflammation in wound healing // J. Tissue
Viability. 2019. Vol. 28, N 4. P. 218-222. DOI: https://doi.org/10.1016/jjtv.2019.09.002
4. Silina E.V.,
Khokhlov N.V., Stupin V.A., Mantu-rova N.E., Vasin V.I., Velikanov E.V. et al.
Multicomponent polysaccharide essential formula of wound healing medicines
enriched with fibroblast growth factor // Int. J. Biomed. 2019. Vol. 9, N 3. P. 247-250. DOI: https://doi.org/10.21103/Article9(3)_OA12
5. Ступин В.А., Силина Е.В., Горский В.А.,
Горюнов С.В., Жидких С.Ю., Комаров А.Н. и др. Эффективность и безопасность
местного применения коллагенового биоматериала в комплексном лечении синдрома
диабетической стопы (итоги многоцентрового рандомизированного клинического
исследования) // Хирургия. Журнал имени Н.И. Пирогова. 2018. № 6. С.
91-100. DOI: https://doi.org/10.17116/hirurgia2018691-100
6. Гареев И.Ф., Бейлерли О.А.О. Сочетанная
кра-нио-абдоминальная травма. Клиническая эпидемиология // Российский нейрохирургический
журнал имени профессора А.Л. Поленова. 2018. Т. 10, № S. С. 25-26.
7. Пьянкова А.И., Фаттахов ТА. Потерянные
годы здоровой жизни в результате
дорожно-транспортных происшествий в России // Профилактическая медицина. 2017. Т. 20, № 5. С. 30-36. DOI: https://doi.org/10.17116/profmed201720530-36
8.
Wang Y., Beekman J., Hew J., Jackson S., Issler-Fisher A.C.,
Parungao R. et al. Burn injury: challenges and advances in burn wound
healing, infection, pain and scarring // Adv. Drug Deliv. Rev. 2018. Vol.
123. P. 3-17. DOI: https://doi.org/10.1016/j.addr.2017.09.018
9.
Rosberg H.E., Dahlin L.B. An increasing number of hand
injuries in an elderly population - a retrospective study over a 30-year
period // BMC Geriatr. 2018. Vol. 18, N 1. P. 68. DOI: https://doi.org/10.1186/s12877-018-0758-7
10. Дибиров М.Д., Магдиев А.Х. Лечение
венозных трофических язв в старческом возрасте // Флебология. 2016. Т. 10, № 4. С. 224-228. DOI: https://doi.org/10.17116/flebo2016104224-228
11.
Antonopoulos C.N., Lazaris A., Venermo M., Geroulakos G.
Predictors of wound healing following revascularization for chronic
limb-threatening ischemia // Vasc. Endovascular Surg. 2019. Vol. 53, N 8.
P. 649-657. DOI: https://doi.org/10.1177/1538574419868863
12.
Han G., Ceilley R. Chronic wound healing: a review of
current management and treatments // Adv. Ther. 2017. Vol. 34, N 3. P.
599-610. DOI: https://doi.org/10.1007/s12325-017-0478-y
13. Stupin V.A.,
Gabitov R.B., Sinelnikova T.G., Silina E.V. Biological mechanisms of the
chronic wound and diabetic foot healing: the role of collagen // Serbian
J. Exp. Clin. Res. 2018. Vol. 19, N 4. P. 373-382. DOI: https://doi.org/10.2478/SJECR-2018-0077
14. Патент РФ на полезную модель № 79701/10.01.2009.
Бюл. № 1. Хруслов М.В., Калуцкий П.В., Иванов А.В., Зюзя Е.В. Устройство для
моделирования раневой поверхности заданных размеров у лабораторных
животных. URL: https://yandex.ru/patents/doc/RU79701U1_20090110 (дата обращения: 05.03.2020)